[發(fā)明專利]一種變轉(zhuǎn)速剛性旋翼槳葉

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110609065.6
• 申請(qǐng)日: 2021-06-01
• 公開（公告）號(hào): CN113353256B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邵松;焦志文;劉士明;應(yīng)旭成;賀敏銳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍總參謀部第六十研究所
• 主分類號(hào): B64C27/473
• 分類號(hào): B64C27/473;B64C27/467
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 吳庭祥

本發(fā)明公開了一種變轉(zhuǎn)速剛性旋翼槳葉，包括變截面分體纏繞式大梁帶、變截面式后緣條、分體式襯套組件、PMI硬質(zhì)泡沫填芯和復(fù)合材料蒙皮；所述變截面分體纏繞式大梁帶沿槳葉展向鋪設(shè)在前緣位置，截面積呈線性分布，逐漸減小；在槳葉根部位置，變截面分體纏繞式大梁帶分成上下翼面兩部分，并分別纏繞在分體式襯套組件上；所述變截面式后緣條沿槳葉展向鋪設(shè)在槳葉后緣位置、復(fù)合材料蒙皮之間，截面積沿槳葉展向呈線性分布；所述PMI硬質(zhì)泡沫填芯鋪放在變截面分體纏繞式大梁帶和變截面式后緣條之間。本發(fā)明變轉(zhuǎn)速剛性旋翼槳葉能滿足槳葉動(dòng)力學(xué)剛硬要求，可實(shí)現(xiàn)槳葉與槳轂一體化連接，減小槳轂阻力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于直升機(jī)槳葉技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種變轉(zhuǎn)速剛性旋翼槳葉。

背景技術(shù)

直升機(jī)具有垂直起降、定點(diǎn)懸停等優(yōu)勢(shì)，近年來，無人直升機(jī)在軍事領(lǐng)域得到極大地發(fā)展和應(yīng)用。相比于固定翼無人機(jī)，無人直升機(jī)在艦載方面具有垂直起降的優(yōu)勢(shì)，因此有著重大應(yīng)用前景。我國疆域遼闊、海岸線長、海島眾多，對(duì)于偵察巡視、長途運(yùn)輸、反潛等具有迫切需要，這就對(duì)無人直升機(jī)的續(xù)航能力提出高要求。

為提高直升機(jī)的續(xù)航能力，出現(xiàn)了變轉(zhuǎn)速長航時(shí)直升機(jī)，該種直升機(jī)可根據(jù)起飛重量、海拔、速度的飛行參數(shù)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)旋翼轉(zhuǎn)速，使直升機(jī)在最高效的轉(zhuǎn)速下工作，降低需要功率，提高直升機(jī)的續(xù)航能力。

旋翼是直升機(jī)的主要?jiǎng)恿Σ考峁┝酥鄙龣C(jī)的升力和前飛動(dòng)力，因此旋翼是直升機(jī)主要的功率消耗來源。為避免變轉(zhuǎn)速過程中旋翼出現(xiàn)動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性問題，同時(shí)降低旋翼前飛阻力、提高旋翼前飛升阻比，長航時(shí)無人直升機(jī)旋翼一般設(shè)計(jì)為剛性旋翼。

在現(xiàn)有的槳葉設(shè)計(jì)技術(shù)中，槳葉設(shè)計(jì)主要針對(duì)螺旋槳飛行器和常規(guī)直升機(jī)，并未對(duì)長航時(shí)無人直升機(jī)剛性旋翼槳葉有專門的設(shè)計(jì)。對(duì)于變轉(zhuǎn)速剛性旋翼，為盡量減少旋翼轉(zhuǎn)速變化過程中出現(xiàn)共振現(xiàn)象，要求變轉(zhuǎn)速旋翼在轉(zhuǎn)速變化的區(qū)間內(nèi)，旋翼槳葉都處于剛性狀態(tài)。因此對(duì)于剛性旋翼復(fù)合材料槳葉設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)就在于如何通過槳葉內(nèi)部材料和結(jié)構(gòu)的選擇來增大揮舞、擺振和扭轉(zhuǎn)的一階固有頻率，從而保證旋翼槳葉在變轉(zhuǎn)速區(qū)間內(nèi)都處于剛性狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種變轉(zhuǎn)速剛性旋翼復(fù)合材料槳葉內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：

一種變轉(zhuǎn)速剛性旋翼槳葉，包括變截面分體纏繞式大梁帶發(fā)明、變截面式后緣條發(fā)明、分體式襯套組件、PMI硬質(zhì)泡沫填芯發(fā)明和復(fù)合材料蒙皮發(fā)明；

所述變截面分體纏繞式大梁帶發(fā)明沿槳葉展向鋪設(shè)在前緣位置，截面積呈線性分布，逐漸減小；在槳葉根部位置，變截面分體纏繞式大梁帶發(fā)明分成上下翼面兩部分，并分別纏繞在分體式襯套組件上；所述變截面式后緣條發(fā)明沿槳葉展向鋪設(shè)在槳葉后緣位置、復(fù)合材料蒙皮發(fā)明之間，截面積沿槳葉展向呈線性分布；所述PMI硬質(zhì)泡沫填芯發(fā)明鋪放在變截面分體纏繞式大梁帶發(fā)明和變截面式后緣條發(fā)明之間。

具體地，所述的分體式襯套組件包括分體式上襯套發(fā)明、預(yù)成型小魚填充上塊發(fā)明、分體式下襯套發(fā)明、預(yù)成型小魚填充下塊發(fā)明，分體式上襯套發(fā)明在預(yù)成型小魚填充上塊發(fā)明內(nèi)；分體式下襯套發(fā)明在預(yù)成型小魚填充下塊發(fā)明內(nèi)，整個(gè)分體式襯套組件通過高溫固化一體成型。

具體地，所述的復(fù)合材料蒙皮發(fā)明位于最外側(cè)，將變截面分體纏繞式大梁帶發(fā)明、變截面式后緣條發(fā)明和PMI硬質(zhì)泡沫填芯發(fā)明包圍。

進(jìn)一步地，所述的變截面分體纏繞式大梁帶發(fā)明采用中溫固化環(huán)氧高強(qiáng)粗砂預(yù)浸帶沿著槳葉展向鋪設(shè)而成，在槳根處采用上下分體式結(jié)構(gòu)，分別纏繞在分體式襯套上，實(shí)現(xiàn)離心力的傳遞；同時(shí)在槳葉翼型段采用變截面式設(shè)計(jì)，大梁帶的截面積隨槳葉展向呈線性分布，逐漸減小。變截面分體纏繞式大梁帶起到承擔(dān)離心力并提供槳葉揮舞剛度的作用。